Kvantecomputere kan give hackere adgang til alle dine fĂžlsomme oplysninger
Kvantecomputerne kommer, og de vil gavne samfundet. Men der er ogsÄ en ulempe: Deres overlegne computerkraft kan bryde nutidens beskyttelse af fÞlsomme elektroniske oplysninger pÄ konventionelle computere. HjÊlpen er dog heldigvis pÄ vej.
LÊgejournaler. Bankkonti. Fortrolige e-mails. Straffeattester. GÊldsoplysninger. Der findes et vÊld af meget personlig elektronisk information, som vi borgere har tillid til, aldrig vil falde i hÊnderne pÄ de forkerte.
Og sÄdan som vores computere fungerer i dag, er vi ogsÄ godt beskyttet. Men sÄdan bliver det ikke ved med at vÊre.
NĂ„r fremtidens kvantecomputere kommer - forsigtige bud lyder, at de kan begynde at lĂžse problemer om ca. 10 Ă„r - er det ikke lĂŠngere nok at beskytte vores personlige oplysninger med de vĂŠrktĂžjer, der bruges i dag â det vil sige kryptografiske vĂŠrktĂžjer som kryptering og digital signatur.
Truslen er reel
Kvantecomputere skal ikke ses som âbareâ en forbedret udgave af de computere, vi bruger i dag. De er baseret pĂ„ kvantefysik, hvilket giver dem mulighed for at lĂžse visse komplekse problemer med en computerkraft, der overgĂ„r nutidens konventionelle computere pĂ„ ekstrem vis:
De kan fx pÄ fÄ minutter lave en beregning, som en supercomputer i dag skal bruge 10.000 Är pÄ at tygge sig igennem.
- Det vil vÊre meget nemt for en kvantecomputer at bryde igennem vigtige sikkerhedssystemer pÄ konventionelle computere og dermed fÄ adgang til alle dine personfÞlsomme oplysninger. Truslen er reel, siger Ruben Niederhagen, der er adjunkt ved Institut for Matematik og Datalogi pÄ Syddansk Universitet og specialist i kryptografi.
âDet vil vĂŠre meget nemt for en kvantecomputer at bryde igennem vigtige sikkerhedssystemer og fĂ„ adgang til alle dine personfĂžlsomme oplysninger.
Det problem er Niederhagen optaget af, og han er ikke alene: Forskere over hele verden arbejder på at udvikle nye metoder til at beskytte vores personlige oplysninger mod hackere, der har tænkt sig at bruge kvantecomputere.
I 2016 opfordrede US National Institute of Standards and Technology (NIST) verdens kryptografer til at indmelde deres bud på metoder til kryptering og digital signatur, som kan modstå angreb via en kvantecomputer.
Ruben Niederhagen er med i et internationalt team, der har udviklet en kryptografisk algoritme til det formål. Den er nu blevet udvalgt af NIST som en af de første fire algoritmer, der er klar til standardisering. Algoritmen kaldes SPHINCS+. Se mere her: https://sphincs.org/
Sikker kommunikation og digitale signaturer
SPHINCS+ algoritmen er valgt som en af løsningerne til digitale signaturer. Dem bruger vi typisk, når vi skal verificere vores identitet under en digital handling, eller når vi underskriver et digitalt dokument.
NIST-standarder spiller en afgørende rolle i it-sikkerhed i hele verden, fordi de i høj grad har indflydelse på, hvilken kryptografi der bruges på internettet, ikke kun når du surfer, online-shopper eller bruger din netbank.
Deres indflydelse gælder også for mange andre former for digital kommunikation, herunder kommunikation i biler, tog, fly og endda satellitter.
Alle hackeres drĂžmmealgoritme
I 1994 prÊsenterede fysikeren Peter Shor en algoritme, som kan bryde den kryptografi, der beskytter nutidens konventionelle computere. Shors algoritme kan ikke kÞre pÄ en konventionel computer, men har brug for en kvantecomputer for at fungere. Deraf skrÊkscenariet: Vil Shors algoritme ÞdelÊgge vores it-sikkerhed, nÄr kvantecomputerne kommer? Eller vil vi nÄ at udvikle nye beskyttelsessystemer inden?
- Det er spændende at være en del af et forskerhold, der er med til at forme fremtidens standarder. Jeg glæder mig til at se, hvilke domæner og applikationer, som kommer til at bruge den algoritme, som jeg har været med til at lave, siger Ruben Niederhagen.
Det amerikanske National Institute of Standards and Technology kigger i øjeblikket på yderligere fire algoritmer, der kandiderer til at blive inkluderet i standarden. Finalisterne fra næste runde forventes at blive offentliggjort i løbet af 2023 eller 2024.
Ruben Niederhagen er også med i udviklingen af en af disse algoritmer, nemlig "Classic McEliece".
Hvordan fungerer kvantecomputeren?
Nutidens computere opererer pÄ data og information, der er reprÊsenteret i bits. Hver bit kan have en af to vÊrdier: 0 eller 1 (sand eller falsk, til eller fra, osv.) Computeren udfÞrer beregninger i form af operationer pÄ disse bits.
Kvantecomputeren opererer pĂ„ qubits (kvantebits). Qubits kan lagre mere end to tilstande â de kan vĂŠre 0 eller 1, men ogsĂ„ en sĂ„kaldt superposition af 0 og 1. NĂ„r en qubit er i denne superpositionstilstand, ved vi ikke om, den er 0 eller 1 â vi skal udfĂžre en mĂ„ling, der ĂždelĂŠgger superpositionen og giver os et specifikt resultat pĂ„ enten 0 eller 1. NĂ„r vi udfĂžrer mĂ„lingen, bliver resultatet 0 (eller 1) med en vis sandsynlighed.
MÄlet med en algoritme, der kÞrer pÄ en kvantecomputer, er at operere pÄ qubits i superposition, sÄledes at sandsynligheden for at mÄle det rigtige svar bliver meget hÞj.
MĂžd forskeren
Ruben Niederhagen er ekspert i kryptografi og adjunkt ved Institut for Matematik og Datalogi.